一种高纯高导无氧铜杆的生产工艺的制作方法

文档序号:11497159阅读:1099来源:国知局

本发明涉及一种高纯高导无氧铜杆的生产工艺,主要应用于电子、电力、航空航天等领域。



背景技术:

无氧铜属于技术含量高,具有高纯、高导、低氧含量等特殊性能的材料,广泛应用于电力、电器、电子、通讯等行业中,用于制造真空电子管、计算机、微型散热器、柔性印刷电路板、连接器、同轴射频电缆、光伏焊带铜基材、干式变压器绕组等高端产品组件。

国内外无氧铜的趋势向着高效、大型化、连续化、规模化、高品质、降低成本方向发展。有关无氧铜的化学成份及对某些物理性能要求标准不断升级,例如,铜含量开始是99.95%以上,随后升级为99.97%以上和99.99%以上,氧含量开始是低于30ppm,后来升级到20ppm、10ppm和5ppm。



技术实现要素:

针对现有技术的上述技术问题,本发明的目的是提供一种高纯高导无氧铜杆的生产工艺,该铜杆表面光洁,尺寸公差小,性能优异。

为达到上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:

一种高纯高导无氧铜杆,所述铜杆的成分为:铜含量大于99.99%,氧含量小于3ppm;所述铜杆的导电率大于102%iacs,抗拉强度大于190mpa,延伸率大于40%,布氏硬度hb65-70,尺寸公差小于0.1mm。

一种高纯高导无氧铜杆的生产工艺,包括以下步骤:以a级电解铜为原料,将电解铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化,采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面保证熔化时的隔氧状态,并经在线除气、脱氧、搅拌,然后用牵引机组上引铜杆。

进一步设置为:结晶器出水温度控制在35℃~50℃,熔炼炉的温度为1150℃~1155℃,采用烘干的木碳覆盖,保证熔炼炉的还原气氛;木炭粒度为40mm~50mm,覆盖厚度120mm~150mm。保温炉的温度为1145℃~1150℃,采用石墨磷片覆盖,其覆盖厚度30mm~35mm。

原料选择a级电解铜,其表面无“铜豆”、酸迹等缺陷,切除挂耳后进行熔炼。

熔炼装置包括熔炼炉、保温炉,在熔化炉与保温炉之间设有隔仓,隔仓由依次排列的第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓组成,熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连,流沟高出炉底150mm,可促进铜液流动的均匀性,可以起到除渣的效果。在第二隔仓内安装有在线除气装置,通过在线除气装置向铜液内充入99.996%的氮气,并通过受控的旋转石墨轴和转子,将计量的氩气或氮气压入铜液中并打散成微小气泡,使其均匀的分散在铜液中,从而达到除气、脱氧的目的,气源出口压力0.3mpa,流量1.5~2.0nm3/h,转子转速控制在100~120r/min。另一方面,本发明通过将在线除气装置安装在第二隔仓内,通过第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓的流沟连通,不仅可保证充分的除气和脱氧效果,还可以保证保温炉液面的稳定性。

用牵引机组上引铜杆,铜杆节距为0.2mm,上引拉拔速度为50mm/s,反推距离为0.5mm,反推速度为5mm/s,停止时间为0.2s,引杆直径ф12.5mm~ф30mm,冷却循环出水温度35℃~50℃。

上引铜杆使用的结晶器为石墨材质,同时,石墨结晶器表面镀铬,镀铬层的厚度为0.05~0.2mm。

由于铜液中存在非金属等杂质可能会对产品的纯度和性能造成影响,本发明通过在结晶器前端安装泡沫陶瓷过滤装置,可在上引铜杆时有效地起到除渣的效果,从而提高产品的纯度。

泡沫陶瓷过滤装置以富硅酸铝为芯,以硼玻璃为壳的过滤装置,其化学成分为30~60%三氧化二铝、30~60%二氧化硅、5~25%三氧化二硼,泡沫陶瓷过滤装置的孔隙率在66~70%之间。

本发明的有益效果如下:

铜含量大于99.99%,氧含量小于3ppm;所述铜杆的导电率大于102%iacs,抗拉强度大于190mpa,延伸率大于40%,布氏硬度hb65-70,尺寸公差小于0.1mm。

本发明高纯高导无氧铜杆的生产工艺,采用高效节能的连续生产方法,性能优异。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于此。

一种高纯高导无氧铜杆的生产工艺其特征在于以a级电解铜为原料,将电解铜预热烘干后在熔炼装置中进行熔化,采用木炭及石墨鳞片覆盖铜液表面保证熔化时的隔氧状态,并经在线除气、脱氧、搅拌,然后用牵引机组上引铜杆。

进一步设置为:结晶器出水温度控制在35℃~40℃,熔炼炉的温度为1150℃~1152℃,采用烘干的木碳覆盖,保证熔炼炉的还原气氛;木炭粒度为40mm~50mm,覆盖厚度120mm~130mm。保温炉的温度为1145℃~1150℃,采用石墨磷片覆盖,其覆盖厚度30mm~35mm。

原料选择a级电解铜,其表面无“铜豆”、酸迹等缺陷,切除挂耳后进行熔炼。

熔炼装置包括熔炼炉、保温炉,在熔化炉与保温炉之间设有隔仓,隔仓由依次排列的第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓组成,熔化炉、隔仓和保温炉之间通过流沟相连,流沟高出炉底150mm,可促进铜液流动的均匀性,可以起到除渣的效果。在第二隔仓内安装有在线除气装置,通过在线除气装置向铜液内充入99.996%的氮气,并通过受控的旋转石墨轴和转子,将计量的氩气或氮气压入铜液中并打散成微小气泡,使其均匀的分散在铜液中,从而达到除气、脱氧的目的,气源出口压力0.3mpa,流量1.5~2.0nm3/h,转子转速控制在100~120r/min。另一方面,本发明通过将在线除气装置安装在第二隔仓内,通过第一隔仓、第二隔仓、第三隔仓的流沟连通,不仅可保证充分的除气和脱氧效果,还可以保证保温炉液面的稳定性。

用牵引机组上引铜杆,铜杆节距为0.2mm,上引拉拔速度为50mm/s,反推距离为0.5mm,反推速度为5mm/s,停止时间为0.2s,引杆直径ф20mm,冷却循环出水温度35℃~40℃。

上引铜杆使用的结晶器为石墨材质,同时,石墨结晶器表面镀铬,镀铬层的厚度为0.05~0.2mm。

由于铜液中存在非金属等杂质可能会对产品的纯度和性能造成影响,本发明通过在结晶器前端安装泡沫陶瓷过滤装置,可在上引铜杆时有效地起到除渣的效果,从而提高产品的纯度。

泡沫陶瓷过滤装置以富硅酸铝为芯,以硼玻璃为壳的过滤装置,其化学成分为30~60%三氧化二铝、30~60%二氧化硅、5~25%三氧化二硼,泡沫陶瓷过滤装置的孔隙率在66~70%之间。

本发明高纯高导无氧铜杆的生产工艺,采用高效节能的连续生产方法,性能优异。铜含量大于99.99%,氧含量小于3ppm;所述铜杆的导电率大于102%iacs,抗拉强度大于190mpa,延伸率大于40%,布氏硬度hb65-70,尺寸公差小于0.1mm。

上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思,而非对本发明权利保护的限定,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应落入本发明的保护范围。



技术特征:

技术总结
本发明提供一种高纯高导无氧铜杆的生产工艺,所述铜杆的成分为:铜含量大于99.99%,氧含量小于3ppm;导电率大于102%IACS,抗拉强度大于190MPa,延伸率大于40%,布氏硬度HB65‑70,尺寸公差小于0.1mm。

技术研发人员:徐高磊
受保护的技术使用者:绍兴市力博电气有限公司
技术研发日:2017.03.28
技术公布日:2017.08.18
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